贯流风机的数值模拟(毕业论文封面+毕业论文致谢) 第3页
第二章 贯流风机的工作原理
§2.1 风机的概述
风机是用于输送气体的机械。从能量的角度来说，风机的是一种把原动机的机械能转化为气体能量的一种机械装备。目前，在分体式空调中，主要使用离心式风机、轴流式风机和贯流式风机。这三种常见的风机，其特征、性能的对比见表2-1。
表2-1 离心式、轴流式及贯流式风机的特征、性能对比
名 称 特 征 性 能
离心式风机 轴向进气，径向排气 静压适中，风量较大
轴流式风机 轴向进气，轴向排气 静压较小，风量较大
贯流式风机 气流从一侧叶栅进入，穿过转子内部，从另一侧叶栅排出
静压较小，风量适中
如离心式风机结构示意图（图2-1）所示，它的工作原理是：气流先沿旋转轴由轴向进入叶片通道，叶片旋转，在离心力的作用下，气体被压缩并抛向叶轮外缘，沿外壳流出。气体在离心式风机中的流动先为轴向，后转变为垂直于通风机轴的径向运动。当气体通过旋转叶轮的叶道时，由于叶片的作用，气体获得能量，也就是气体的压力提高，以及动能增加。
图2-1 离心式风机结构简图
如轴流式风机结构示意图（图2-2）所示，它的工作原理是：气流沿轴向进入旋转叶片通道，由于叶片与气体相互作用，气体被压缩并沿轴向排出。气体从集风器进入，通过叶轮使气流获得能量，然后流入导叶，导叶将一部分偏转的气流动能变为静压能，然后从扩散孔流出，输入管路。相对于离心式通风机而言，轴流式风机具有流量大，体积小，压头低的特点。
图2-2 轴流式风机结构简图
如贯流式风机结构示意图（2-3）所示，它的工作原理是：气流横贯旋转叶道，受到叶片作用而升高压力。相比离心式和轴流式风机，它具有较大的出风面积，动压较高，气流较稳定，而它细长的出口截面尤其适用于家用壁挂式空调器中。
图2-3 贯流式风机结构简图
§2.2 贯流式风机的工作原理
贯流式风机与轴流式或离心式风机不同，是按另一种方式工作的风机。有一个筒形的多叶叶轮转子，气流沿着与转子轴线垂直的方向，从转子一侧的叶栅进入叶轮，穿过叶轮内部，通过另一侧的叶栅将气流排出，如图2-4所示。
蜗舌、蜗壳是贯流式风机的两个重要的组成部分。单纯的叶轮转动时，在无
扰动的情况下，由于各向同性，气流在轴心处形成蜗心，这时并无气流流出，由
于蜗舌的存在，使得在叶轮中靠近蜗舌的地方出现了旋涡，从而气流可以在叶轮
内部扭转，实现了气体从进口截面到出口截面的流动。在蜗舌、蜗壳的共同作用
下，气流可以沿着较为集中的方向流出。
图2-4 贯流式风机的工作示意图
（一） 速度三角形
速度三角形方法对于在理论上分析离心式和轴流式风机的流动特性，是比较
不错的，但对于贯流式风机来说误差比较大。虽然如此，速度三角形法仍是分析贯流风机特性的基础理论，如果加上一些工程修正可以改善分析的结果，得到比较理想的结果。
下面就用速度三角形法分析一下气体流过贯流风机时的一些特征。
我们可以画出第一叶栅和第二叶栅的进出口速度三角形。若取内圆周的叶片角 ，可得速度三角形如图2-5所示。
图2-5-1 叶栅进口的速度三角形 图2-5-2 叶栅出口的速度三角形
根据动量定理，就整个叶轮的能量转换而言，只取决于叶轮叶栅总的进口和出口因素，而不需要去研究发生在叶轮内的气流情况。为此，可把贯流式风机简化为对于总的叶轮进、出口速度三角形的研究。由于进出口通道的叶栅具有相同的叶片角 ，为研究方便起见，将叶轮叶栅进口段（第一叶栅）和出口段（第二叶栅）展开成直线，并画在一起。从而使问题的研究得以简化，借助于速度三